الانتقال إلى المحتوى

التركيب العضوي

A-Level الكيمياء · الموضوع 21

درس فيديو لهذا الموضوع افتح صفحة الفيديو
8:01

التركيب العضوي

انظر إلى أي دواء تقريبًا. إنه جزيء معقد، وبدأ كشيء بسيط — غالبًا جزيء صغير من النفط الخام. لا تحول تفاعل واحد…

سرد باللغة الإنجليزية · ترجمة مدمجة بالإنجليزية + الصينية

21.1

التركيب العضوي

المنهج
  1. لجزيء عضوي يحتوي على عدة مجموعات وظيفية: (أ) حدد المجموعات الوظيفية العضوية باستخدام التفاعلات في المنهج (ب) تنبؤ الخصائص والتفاعلات
  2. صمم مسارات تركيب متعددة الخطوات لتحضير الجزيئات العضوية باستخدام التفاعلات في المنهج
  3. حلل مسار تركيب معطى من حيث نوع التفاعل والكواشف المستخدمة في كل خطوة له، والنواتج الثانوية المحتملة

المصدر: منهج كامبريدج الدولي

هذا الموضوع لا يضيف تفاعلات جديدة. بدلاً من ذلك يطلب منك ربط التفاعلات التي تعرفها بالفعل، حتى تتمكن من بناء جزيء مستهدف عبر عدة خطوات.

حبوب بيضاء في عبوات فقاعية من ورق قصدير
تُبنى الأدوية من مواد أولية بسيطة عبر تركيب عضوي متعدد الخطوات

تحديد المجموعات الوظيفية

قد يحتوي الجزيء على أكثر من مجموعة وظيفية. استخدم تفاعلات الاختبار الواردة في المنهج لتحديد كل مجموعة، ثم تنبأ بكيفية تصرف الجزيء. على سبيل المثال:

  • يُزهر ماء البروم ← رابطة ثنائية C=C (ألكين).
  • يعطي ترسبًا مع نترات الفضة → هالوجينو ألكان.
  • برتقالي $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ يتحول إلى أخضر → كحول أولي أو ثانوي.
  • راسب برتقالي مع 2,4-DNPH → ألدهيد أو كيتون.
  • تفور مع الكربونات → حمض كربوكسيلي.
جدول ثلاثي الأعمدة يسرد كل كاشف اختبار، والملاحظة التي يعطيها، والمجموعة الوظيفية التي يحددها
اختبارات التحديد القياسية: كل كاشف يعطي ملاحظة مميزة تشير إلى مجموعة وظيفية واحدة

خريطة تفاعلات AS

كل صف يحول مجموعة وظيفية واحدة إلى أخرى. احفظها كخريطة يمكنك التنقل فيها:

البداية الكاشف والشروط المنتج
ألكين $\text{H}_2$, Ni ألكان
ألكين $\text{HX}$, أو $\text{X}_2$ هالوجينو ألكان
ألكين بخار الماء، $\text{H}_3\text{PO}_4$ كحول
هالوجينو ألكان $\text{NaOH(aq)}$, حرارة كحول
هالوجينو ألكان $\text{KCN}$ في الإيثانول, حرارة نيتريل (يضيف ذرة كربون واحدة)
هالوجينو ألكان $\text{NH}_3$ في الإيثانول, ضغط أمين
كحول $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$, تقطير / غليان مرجعي ألدهيد / حمض كربوكسيلي
كحول حمض مركز, حرارة ألكين
ألدهيد أو كيتون $\text{NaBH}_4$ كحول
ألدهيد أو كيتون $\text{HCN}$, $\text{KCN}$ هيدروكسي نيتريل
نيتريل حمض مخفف, حرارة حمض كربوكسيلي
حمض كربوكسيلي + كحول $\text{H}_2\text{SO}_4$ مركز إستر
مخطط شبكي يربط بين الألكين والألكان والهالوجينو ألكان والكحول والألدهيد والنيتريل والأمين والحمض الكربوكسيلي والإستر بأسهم كواشف موسّمة
خريطة تفاعلات AS: كل سهم يحول مجموعة وظيفية واحدة إلى أخرى. اعمل عكسياً من هدفك لتخطيط المسار

التخطيط لمسار متعدد الخطوات

لتصميم مسار تركيبي:

  1. قارن المستهدف بالمواد الأولية — ماذا تغير (المجموعة الوظيفية، عدد ذرات الكربون)؟
  2. اعمل عكسياً من المستهدف: أي تفاعل فردي يمكن أن ينتجه، ومن ماذا؟
  3. كرر العملية حتى تصل إلى المادة الأولية.
  4. اكتب كل خطوة مع الكاشف والشروط.

إذا كنت بحاجة لإضافة ذرة كربون، فإن خطوة $\text{KCN}$ هي المحرك الأساسي — فهي التفاعل الوحيد في AS الذي يطيل السلسلة.

سلسلة تركيب من إيثين إلى حمض بروبانوئيك مع الكاشف في كل خطوة للأمام، وسهم كبير للخلف يوضح أن التخطيط يسري من المستهدف إلى البداية
خطط المسار بالعمل عكسياً من المستهدف، تفاعلاً تفاعلاً، حتى تصل إلى المادة الأولية

تحليل مسار

عندما يُعطى لك مسار، لكل خطوة حدد نوع التفاعل (مثل الأكسدة، الاختزال، الاستبدال، الإضافة أو الإزالة) والكاشف المستخدم. كما فكر في المنتجات الثانوية المحتملة — على سبيل المثال، إنتاج الأمين من هالوجينو ألكان ينتج أيضًا خليطًا من الأمينات متعددة الاستبدال، مما يجعل العائد من الأمين البسيط منخفضًا.

قمع فصل مثبت فوق كأس زجاجي، يحتوي على طبقتين سائليتين ملونتين لا تختلطان
قمع الفصل يفصل بين طبقتين غير قابلتين للامتزاج — كيف يتم استرداد المنتج العضوي من مزيج التفاعل
لكل خطوة في مسار مُعطى، اسأل ثلاثة أسئلة: نوع تفاعله، وكاشفه وشروطه، وما إذا كانت المنتجات الثانوية تقلل العائد
لكل خطوة في مسار مُعطى، اسأل عن نوع تفاعله، وكاشفه، والمنتجات الثانوية
أنواع التفاعلات الخمسة وما يقوم به كل واحد: الأكسدة، الاختزال، الاستبدال، الإضافة والإزالة
سمِّ نوع التفاعل في كل خطوة: أكسدة، اختزال، استبدال، إضافة أو إزالة

مثال محلول. صمم مساراً من البروبين إلى البروبانون، $\text{CH}_3\text{COCH}_3$. اعمل عكسياً من الهدف النهائي. الكيتون يأتي من أكسدة كحول ثانوي، لذا الخطوة السابقة للبروبانون هي بروبان-2-ول مع $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ محمض تحت إعادة التسخين. بروبان-2-ول يأتي من البروبين بإضافة بخار الماء فوق عامل حفاز $\text{H}_3\text{PO}_4$ - وقاعدة ماركوفنيك تضع $\text{OH}$ بشكل مريح على الذرة الوسطى، وهي بالضبط الكحول الثانوي المطلوب. إذن المسار هو: بروبن، ثم بخار الماء مع $\text{H}_3\text{PO}_4$، يعطي بروبان-2-ول؛ ثم $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ محمض تحت إعادة التسخين، يعطي البروبانون. أعطِ الكاشف وشروطه على كل سهم: المسار الذي يحتوي على الوسيط الصحيح لكن بدون كواشف يحصل على درجات قليلة جداً.

استكشف

مختبر مخطط التفاعل

صنّف الأدلة التي تحدد المجموعات الوظيفية ومسارات التفاعل.

استكشف

مختبر تخطيط المسار التخليقي

تابع كيف يتم التخطيط لجزيء مستهدف عكسياً ثم تصنيعه أمامياً.

مفردات تدريب
English العربية
functional group/ˈfʌŋkʃənl ɡruːp/ المجموعة الوظيفية
alkene/ˈælkiːn/ ألكين
halogenoalkane/ˈheɪləʊdʒnəʊlkeɪn/ هالوجينو ألكان
alcohol/ˈælkəhɒl/ كحول
aldehyde/ˈældɪhaɪd/ ألدهيد
ketone/ˈketəʊn/ كيتون
carboxylic acid/ˌkɑːbəkˈsɪlɪk ˈæsɪd/ حمض كربوكسيلي
nitrile/ˈnaɪtraɪl/ نيتریل
amine/ˈæmaɪn/ أمين
ester/ˈestə/ إستر
synthetic route/sɪnˈθetɪk ruːt/ مسار اصطناعي
reagent/rɪˈeɪdʒənt/ كاشف
oxidation/ˌɒksɪˈdeɪʃn/ أكسدة
reduction/rɪˈdʌkʃn/ الاختزال
by-product/baɪ ˈprɒdʌkt/ منتج ثانوي
21.1

نصائح للامتحان

  • احفظ الكواشف والشروط لكل تحول — هذا بالضبط ما تختبره أسئلة التركيب الكيميائي.
  • خطّط لمسارات متعددة الخطوات حسب المجموعة الوظيفية وراقب عدد ذرات الكربون (KCN تضيف كربوناً واحداً).
  • اختر أقصر مسار صالح واذكر كل كاشف وشروطه.

دروس تفاعلية حول هذا الموضوع

ا-working عليه خطوة بخطوة، مع تمارين تحقق فوري.

أوراق الامتحانات السابقة

المزيد من المواضيع في A-Level الكيمياء

تسجيل الدخول أو إنشاء حساب

IGCSE, A-Level & AP